摘要:

摘要:利用高空高速大型无人机自身优势，设计一种基于大型无人机的新型气象探测系统，旨在丰富气象探测技术手段，提高气象探测的准确性。为了实现高空远距气象探测功能，对系统的组成、接口、控制逻辑等进行逐一设计优化，并创新地采用螺旋运转结构，大幅增加气象任务载荷数量，使单个吊舱可装载24枚探空仪。作为一项军民融合的典型应用，本气象探测系统的工程化产品已通过功能试验、力学试验、环境试验等各项试验测试，结果表明系统运行安全有效，满足执行气象探测任务的要求。本气象探测系统的接口设计均遵循通用化、标准化原则，易于推广到现有其他无人机平台，具有广阔的应用前景。

摘要:为解决国内70 m/s以上风速传感器没有检定和校准能力的问题，本文设计一种风速上限为90 m/s的回流强风气象风洞，并利用移动导轨使试验段具备开闭两用功能。风洞整体尺寸为26 m×10 m×4.2 m（长×宽×高）；流速范围闭口时达到0.49～90.74 m/s；控制系统采用物理量全数字化设计，满足计量实验的自动化需求。性能指标通过验收均满足气象低速风洞性能测试规范要求。

摘要:针对气象行业前向散射式能见度仪检测标准缺失现状，开展了前向散射式能见度仪室内测试方法研究。文中介绍了前向散射式能见度仪的工作原理，阐述了测量标准设备的组成和技术要求，详细论述了前向散射式能见度仪的测试项目和测试方法，展示了多台前向散射式能见度仪室内实测结果。研究表明：利用试验舱模拟能见度进行测量范围和示值误差测试具有可行性，测量标准器可选择透射仪；响应时间可通过放置散射板或遮光板产生突变信号完成测试。

摘要:临近强降水预报目的是预测未来两小时内局地降水强度的分布，准确的外推雷达图像可以为临近强降水预报提供准确的时空参考数据。近两年循环神经网络模型应用于天气雷达回波图象外推得到了较好的结果。本文基于分析现有ConvLSTM和TrajGRU模型的基础上，从输入雷达数据层数和修改模型损失函数两个方面对循环神经网络外推模型进行改进，并对业务上的雷达图象序列和竞赛雷达图象序列进行试验。试验结果表明，改进的外推模型能更好地捕捉时空相关性，具有更精确的外推效果。

摘要:为向雷暴识别、跟踪和临近预报系统提供贴近台站实际的雷达产品阈值，建立基于雷达观测的雷暴日判别算法，利用雷暴人工观测资料和雷达产品数据构建匹配率模型，采用累积距平法识别匹配率拐点来判定阈值和最优闻雷半径，并计算出回波面积阈值。以常德气象观测站为例应用该方法，结果表明：①雷达产品阈值为38.5 dBz，最优闻雷半径达到25 km，大于利用闪电定位数据与人工雷暴日对比得到的半径，回波面积阈值为73 km2，经过评估各项阈值取值是合适的；②应用各项阈值结合雷达资料进行雷暴日判别时，需考虑雷暴的季节性变化，常德地区3—8月间应用效果较好；③应用该方法时应根据历史闻雷方位选择较长时间序列的雷达单站或雷达拼图数据样本构建匹配率模型。

摘要:为验证雨滴谱式降水现象仪的测量性能，利用南京市气象局在江宁布设的PARSIVEL型雨滴谱式降水现象仪2018年1—11月期间的天气现象观测资料，重点分析了雨滴谱式降水现象仪对不同类型降水的测量性能。结果表明：①总体而言，雨滴谱式降水现象仪与人工观测具有良好的一致性，但是在降水时间、降水类型方面存在一定差异。②白天，人工观测的总降水时间明显高于仪器观测结果，主要原因在于人工观测有时会忽略降水间隙，而仪器可能会漏掉极微量降雨；人工观测的降水现象分类较粗，有时会忽略降水的精细变化，而仪器能够灵敏检测到降雨的短时变化、毛毛雨和雨的转换、降雨和降雪的转换等。③夜间，人工观测有时会忽略个别时次的毛毛雨或雨，而仪器容易漏测微量降水,大雨强条件下有时会把降雨误判为霰或雪,降水现象的判别算法仍需改进。

摘要:目前DSG5型降水天气现象仪已在国内台站大量列装，观测记录了许多宝贵的资料。本文通过一次降水天气过程，分析了DSG5型降水天气现象仪的数据结构、内容及其在业务中的应用。发现：DSG5型降水天气现象仪记录的降水天气现象与人工观测基本一致，但记录的降水开始时间比实际滞后，结束时间比实际提前，一些微弱降水没有记录；利用观测的雨滴谱数据可以揭示降水过程的细微结构和演变特征，加深对降水过程的认识，为处理地面观测中出现的降水量与天气现象矛盾等问题提供观测依据；本次降水过程中雨滴数和雨滴尺度谱存在明显的时间变化。较多的是直径0.3 mm左右的小雨滴，但对降水强度影响比较大的是直径大于1 mm的雨滴，且伴随着大于1 mm雨滴增加，雨滴尺度谱加宽，地面降水显著增强。

摘要:开展TK2GPS人影探空火箭探测数据的分析检验，对于了解试验仪器的适用性和数据可靠性及其在人影中的应用前景非常重要。利用TK2GPS人影探空火箭和L波段探空资料，采用平均偏差、均方根误差和相关系数等分析方法，对两种探空的温度、相对湿度、风向及风速等要素的差异性和变化特征进行了对比分析，并对可能造成差异的原因进行了探讨。结果表明：探空火箭与L波段探空同要素间均呈显著的正相关，通过了0.05及以上显著性检验。温度、风速平均偏差和离散度较小，相关性最好；相对湿度的平均偏差虽大，但相关性较好；风向在各高度层的离散度较大。两种探空的温度、风速垂直廓线变化趋势一致性高；相对湿度垂直廓线变化趋势存在一定差异，前者相对湿度较后者明显偏小。随水平探测距离的增加，探空火箭探测数据相对L波段探空的偏差值有所增大。通过相关分析建立的相对湿度订正方程，能很好地对探空火箭的相对湿度进行订正。

摘要:云是地球系统的重要组成部分，能够通过影响大气辐射传输，进而影响地气系统的辐射平衡。目前对于三维云场观测得到的信息均具有一定的局限性，需要通过融合分析，综合多源观测资料的优势，得到更为准确的三维云场信息。三维云融合分析业务系统（3DCloudAV1.0）基于逐步订正方法，融合数值预报产品、静止气象卫星、雷达等多源数据，实时生成0.05°/h分辨率、覆盖中国及其周边地区（0°～60°N、70°～140°E）的三维云融合分析产品，并通过国内气象通信系统将产品下发至全国气象部门；系统采用模块化的系统框架，开发了ECFlow调度进程实时监测与自动重启等容错功能，有效地提升了稳定性和可靠性。评估结果表明，通过融合多源观测资料，三维云融合分析产品能够对云顶、云中和云底信息进行更为准确的描述。

摘要:西北区域气象中心高性能计算集群使用LoadLeveler调度管理作业，为实现资源利用率和吞吐量的最大化，本文探讨了作业调度管理的作用和方法。通过配置文件关键字定义队列、设置调度算法和调度器调节参数，将作业的处理需求与可用资源进行匹配，依据实际需求定义集群和各种资源的可用性规则，防止作业之间的相互干扰。结合LoadLeveler作业抢占功能，保障区域数值预报业务模式优先稳定运行。利用Perl语言编写脚本对高性能计算机集群进行资源记账，使管理员充分掌握各类应用模式的资源使用情况，合理调整系统资源分配调度策略，充分发挥了西北区域气象中心高性能计算机集群的效益。

摘要:对1958—2019年期间，进入永兴岛及附近区域（11.5°～21.5°N，101.2°～117.5°E）范围内的热带气旋(Tropical Cyclone, TC)的气候特征进行分析，结果表明：①永兴岛平均每年受9.4个TC影响，TC有显著的下降趋势，以0.68个/10a逐渐减少，趋势系数为-0.406；②永兴岛TC路径分为5类：向西直行偏北类（A类）、向西直行偏南类（B类）、转向东北类（C类）、转向西南类（D类）、从西向东北类（E类），〖JP2〗其中A类占比最大，占52.0%；③TC年均降水有显著的下降趋势，其回归系数为-61.76 mm/10a，趋势系数为-0.270；④TC活动对永兴岛强降雨贡献最多，达到67.8%，其他天气系统对永兴岛强降雨的贡献仅为32.2%，年均TC强降雨日数为4.1 d，非TC强降雨日数为2.8 d，TC强降雨对总强降雨的贡献率无明显的趋势变化，其回归系数为0.57/10a，趋势系数为0.055，而TC强降雨日数的贡献率则呈现下降趋势，其回归系数为-4.7/10a，趋势系数为-0.335，通过α=0.01显著性检验。〖JP〗

摘要:利用1989—2018年欧洲中期天气预报中心（ECMWF）的ERAInterim高时空分辨率（0.125°×0.125°）再分析资料以及气象站降水观测资料，对六盘山区近30年东坡与西坡降水及空中水汽条件差异特征进行诊断分析。结果表明：①近30年六盘山区大气可降水量、700 hPa比湿、水汽通量与降水量空间分布特征较为一致，呈东高西低、南大北小的特征。②六盘山区的水汽主要来源于低层孟加拉湾、南海及印度洋暖湿气流的水汽输送。③六盘山区的水汽输送特征表现为700 hPa和750 hPa以西南风水汽输送为主导，750 hPa以下六盘山东侧为东南风迎风坡，受地形强迫的影响，东南暖湿气流在东坡抬升。④六盘山系东坡存在高层辐散、低层辐合或弱辐散的动力场配置，加之地形、东亚季风与天气系统之间相互作用的共同影响，造成六盘山区降水及空中水汽条件呈东高西低的分布特征。初步的研究结果可揭示区域空中水汽条件的分布特征，为该地云水资源开发提供可参考性依据。

摘要:利用高分辨率中尺度数值模式WRF，模拟了2019年3月21日发生在浙江省的一次大范围致灾超级单体雹暴过程，结合多普勒雷达探测产品，分析了风暴的雷达回波结构、流场结构、各类水成物等特征及其演变，并探究冰雹形成的物理机制。结果表明：此次雹暴过程是在高空急流轴右侧和低层切变线相重叠的区域发生和发展的，强垂直风切变有利于雹暴的维持和发展。实况超级单体雹暴在雷达回波上呈现出钩状回波、持久深厚的中气旋、典型的高悬强回波、有界弱回波区和三体散射现象。模拟试验成功地模拟出了雹暴云团的水平演变和垂直结构特征。合适的0 ℃和-20 ℃高度以及-20～0 ℃层厚度有利于雹粒的增长。雹粒子主要由云水、过冷雨水和雪粒子转化形成，再通过碰并过冷云水、冰晶、雪粒子而不断增长。

摘要:2011年6月10日（简称“11〖DK〗·06”）和2017年6月10日（简称“17〖DK〗·06”）在江苏南部出现了两次暴雨〖CD*2〗大暴雨过程，本文利用常规观测资料、FNL再分析资料和雷达资料等，对两次过程进行了分析，结果表明：异常的高低纬度环流形势配合，为强降水的发生提供了有利的环流背景。两次过程代表站的物理量场差异较大：“17〖DK〗·06”最大散度值约为“11〖DK〗·06”的2倍；“17〖DK〗·06”最大垂直速度、最大水汽通量散度值约为“11〖DK〗·06”的1.8、1.3倍且大值维持时间均很长。两次过程均为暖区低质心热带海洋型强降水，但“11〖DK〗·06”强回波分散、伸展高度偏低、强度偏弱且无明显强回波的列车效应；“17〖DK〗·06”强回波排列紧密、伸展高度高、强度明显偏强且强回波列车效应明显。螺旋度变化一般提前于降水变化，具有可预报性，可作为大面积降水开始—维持—结束的一个短时（临近）预报因子。VWP产品中大风区底高的变化，有助于判断雷达站附近降水的变化趋势。

摘要:利用2001—2018年北京市20个国家级气象站冬季降水资料、常规气象观测资料和北京新一代天气雷达资料，在统计分析北京地区暴雪天气过程的气候和环流特征的基础上，对雷达回波特征进行分析。结果表明：北京地区出现暴雪的天气形势主要有四种，分别是低涡低槽型，地面倒槽型，横槽型和回流型，其中低涡低槽型最多。按照雷达回波类型划分，北京暴雪一般可以分为混合型和层状云型，混合型占多数，回波形态呈片絮状，最强反射率因子可达35 dBz以上，回波顶高在4 km以上。速度场上，大部分个例出现较为明显的“牛眼”结构，且全部是边界层低空急流，该低空急流的存在对暴雪的产生和维持至关重要。该研究结果可为冬季暴雪天气过程的业务预报服务提供参考。

摘要:为评估和对比GPM IMERG、ERA5降水数据在云南的适用性，利用2014年4月至2018年6月的地面气象观测数据、GPM IMERG卫星遥感降水产品和ERA5再分析降水数据，采用定量和分类评分7项指标评估GPM IMERG和ERA5日降水产品在云南的适用性。结果表明：2种数据存在小雨日雨量高估，中雨及以上量级雨日雨量低估的问题，ERA5数据更为突出，小雨日居多导致降水整体高估；GPM IMERG数据空、漏报并存，ERA5则高空报、低漏报严重；小雨日较多（较少）的区域2种数据易出现高漏报（空报）；不同雨强区间GPM IMERG秋季降水数据精度最高，冬季存在低雨强低估，高雨强高估的不同表现；20 mm/d以下中低雨强段上2种降水数据与地面站点数据误差较小，雨强变大，误差增大，雨强大于20 mm/d时，2种数据随雨强增大与站点偏差差异更为显著；随坡度和起伏度增大2种降水数据精度呈变差趋势；多项指标评估表明GPM IMERG降水数据在云南具有更高精度。研究结果为应用和开展农业、水利、水文、气象等相关学科研究提供参考依据。

摘要:根据内蒙古黄河流域内72个国家气象站观测的1961—2005年和区域气候模式CCLM模拟的1961—2100年的气温和降水数据，采用BP人工神经网络模型，预估分析3种RCP情景下头道拐水文站2011—2100年流量变化，评估未来气候变化对流域水资源的可能影响。结果表明：①2011—2100年内蒙古黄河流域气温升高，降水变化不明显，年平均流量呈减少趋势，RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景分别减少3.6%、2.7%和23.4%。②未来春季流量以增加为主；夏季在不同情景的变化趋势不一致；秋季在21世纪50年代前以增加为主，之后以减少为主；冬季则以减少为主。③未来流域可利用水资源呈减少趋势，尤其夏季水资源的供需矛盾加剧，以及径流季节分配发生变化，可能产生更大的春季径流。

摘要:基于杭州国家基准气候站1951—2018年大风逐日资料和经过质控后的373个自动气象站2014—2018年小时极大风速资料，采用MK方法和平均值法，分析杭州建站以来的大风年际变化规律和近5年不同风力等级风的空间分布特征，结合单体钢架大棚风灾等级指标和设施大棚第3次农业普查的乡镇级数据，提出农业发展建议。研究结果表明：造成单体钢架大棚重度受损的大风天数年际变化为波动中下降，2001年出现突变，下降趋势显著，各季变化类似；造成单体钢架大棚轻、中、重3个等级的各级风发生天数和时次数的多发地均为临安西北部山区、富阳安顶山和杭州湾等区域，其中杭州湾区域也是杭州设施农业主要发展地，需进行重点防御，适当提高建设标准；杭州中心区域为大风低值区，可进一步发展设施农业。一年四季中，造成单体钢架大棚中到重度风灾的风出现天数和时次数均为夏季最高、春季其次、秋季最少，持续时间以冬季最长、秋季次之、春季最短。

摘要:与传统天气雷达相比，双偏振天气雷达在硬件组成上改动较大，尤其是在接收机及天线馈线方面。硬件上的改动使得双偏振雷达的诊断方法存在较大不同。本文通过与传统天气雷达在硬件结构和标定通道两方面的对比，分析了S波段双偏振天气雷达与单偏振雷达在故障诊断方面的区别，提出通过“双信号源+动态法”隔离主通道与测试通道和通过“双信号源+太阳法”分段隔离主通道的两种诊断技巧，并例举了双偏振雷达的典型故障个例进行分析，为后续雷达规划的双偏振雷达升级改造提供参考依据，同时也为台站对双偏振雷达的故障诊断提供思路借鉴。

摘要:为满足地面气象自动化实时监测需求，适应气象观测向集约化、标准化和智能化的方向发展，中国气象局气象探测中心在北京观象台建设了代表未来地面气象观测自动化发展的业务原型站，设计了基于ZigBee无线传输系统。该系统采用当今成熟稳定的电子测量、数据传输和控制技术，具有高可靠性、高准确性、易维护、易扩展等特点，支持地面气象数据对象字典协议格式，地面自动观测数据实时数据通过ZigBee无线传输模块发送到ZigBee协调器，地面综合观测业务软件（ISOS）通过综合集成硬件控制器完成观测数据采集，从而实现地面自动观测数据的质控和应用。